[实用新型]阶梯形压电悬臂梁能量采集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能量采集器，特别是涉及一种阶梯形压电悬臂梁能量 采集器。

背景技术

压电能量采集器是一种将工作环境中的振动能转换成电能MEMS器件，对于 压电振动能量采集器而言，压电振子的固有频率与开路输出电压是衡量其工作 效率的重要输出参数；其固有频率主要取决于悬臂梁的几何尺寸和结构形式， 单纯地依靠调整几何尺寸的方法难以满足环境中实用性的要求，因而需要探索 新的结构来改善压电能量采集器性能。如何在保证压电能量采集器几何尺寸不 变的基础上，降低悬臂梁结构的固有频率，增加开路输出电压使我们所亟待解 决的。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了 一种阶梯形压电悬臂梁能量采集器。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种阶梯形压电悬臂 梁能量采集器，包括基板、质量块和压电晶片，在基板的上表面或下表面设置 有压电晶片，在基板一端的上表面设置有质量块，所述基板两端的厚度不相等 且两端之间区域的厚度位于两端的厚度值之间。

采用该结构的基板有利于低频能量的采集，获得较大开路输出电压值。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述基板从左往右的厚度递减。有 利于基板的长度更长。

在本实用新型的一种优选实施方式中，质量块设置在最薄的区域。压变量 变化效果更加明显。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述基板由M块子基板连接而成且 形成一个平整的平面，所述M为大于1的正整数，所述M块子基板的长度不完 全相等。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述所述M为3，从左往右依次为第 一区域、第二区域和第三区域，它们的长度比为1:1:2。

在本实用新型的一种更加优选实施方式中，三个区域的长度依次为 0.8mm,0.8mm,1.6mm；厚度依次为20μm,16μm,12μm，宽度均为0.8mm。该尺寸 有利于悬臂梁结构固有频率较好地减低。

在本实用新型的一种优选实施方式中，压电晶片长度为2.4mm，宽度为 0.8mm，厚度为25μm；质量块的长为0.8mm，宽为0.8mm，厚度为0.4mm。该尺 寸有利于电压将达到较优值。

在本实用新型的一种优选实施方式中，压电晶片的材料为PZT-5H压电陶瓷。 该材料易于取得，并且具有机电耦合系数较高，介电常数大的特点，使达到的 效果更好。

在本实用新型的一种优选实施方式中，基板的材料为磷青铜。该材料具有 弹性模量大，并且能承受较大的形变，使得效果更加明显。

在本实用新型的一种优选实施方式中，其特征在于,质量块的材料为镍、铬 或铜之一或者合金组合。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用 新型有利于低频能量的采集，获得较大开路输出电压值。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其 中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的 元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型， 而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关 系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置 或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本 实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可 以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。